JPS5855834B2 - Low frequency sound generator - Google Patents
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- B06B1/00—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
- B06B1/20—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of a vibrating fluid
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- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は最大周波数約50サイクルの音波を発生する
低周波音波発生装置に関するものであり、更に詳しくは
オープン型の共鳴器と気圧が一定の気体(例えば空気)
の脈動を上記共鳴器に供給する供給器とを備えてなる低
周波音波発生装置に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a low-frequency sound wave generator that generates sound waves with a maximum frequency of about 50 cycles, and more specifically, the present invention relates to a low-frequency sound wave generator that generates sound waves with a maximum frequency of about 50 cycles, and more specifically, the present invention relates to a low-frequency sound wave generator that generates sound waves with a maximum frequency of approximately 50 cycles.
The present invention relates to a low frequency sound wave generator comprising a supply device for supplying the pulsation of the resonator to the resonator.
従来から強力な脈動低周波音波や振動する低周波音波が
ボイラーや溶鉱炉等に付着したすす等を除去する手段と
して有用である事が知られている。It has been known that powerful pulsating low-frequency sound waves and vibrating low-frequency sound waves are useful as means for removing soot and the like adhering to boilers, blast furnaces, and the like.
しかし、これまで適当な装置が提供されていないのが実
状である。However, the reality is that no suitable device has been provided so far.
この発明はかかる現状に鑑みなされたもので、強い低周
波音を発生する低周波音波発生装置を提供する事を目的
とするものである。The present invention was made in view of the current situation, and an object of the present invention is to provide a low-frequency sound wave generator that generates strong low-frequency sound.
この発明の低周波音波発生装置は、開放型の共鳴器とこ
の共鳴器への脈動圧縮気体の供給を制御する供給器とを
有しており、更にこの共鳴器に対してあらかじめ定めら
れた共鳴周波数の音波を供給器にフィードバックする手
段が上記共鳴管内に設けられている。The low frequency sound wave generator of the present invention includes an open resonator and a supply device that controls the supply of pulsating compressed gas to the resonator, and further includes a predetermined resonance for the resonator. Means are provided within the resonant tube for feeding back the frequency of sound waves to the feeder.
以下添付の図面によって更に詳細にこの発明について説
明する。The present invention will be explained in more detail below with reference to the accompanying drawings.
第1〜4図に示す様にこの発明の低周波音波発生装置は
直径が一定な共鳴管10を有している。As shown in FIGS. 1 to 4, the low frequency sound wave generator of the present invention has a resonance tube 10 with a constant diameter.
この共鳴管10の一端11は開口しており他端12は閉
じられている。One end 11 of this resonance tube 10 is open and the other end 12 is closed.
共鳴管10は前記共鳴器の役割を果たすものであり、こ
の内部で多数の定常波が生成される。The resonance tube 10 serves as the resonator, and a large number of standing waves are generated inside the resonance tube 10.
周知の様に、これらの定常波はいずれも共鳴管10の一
端(開口部)11で腹となり、他端を(閉口部)12で
節となるものである。As is well known, each of these standing waves has an antinode at one end (opening section) 11 of the resonance tube 10, and a node at the other end (closed section) 12.
これらの定常波は次の(1)式を満足する事が知られて
いる。It is known that these standing waves satisfy the following equation (1).
■=λ(2n+1)/4 ・・・・・・・・・・・
・・・・・・・(1)ここで、■は共鳴管10の長さで
あり、λは定常波の波長であり、nは0.1.2・・・
・・・・・・・・・・・・等の整数値である。■=λ(2n+1)/4 ・・・・・・・・・・・・
...... (1) Here, ■ is the length of the resonance tube 10, λ is the wavelength of the standing wave, and n is 0.1.2...
It is an integer value such as...
このnの値に応じて基本振動(n=o)、第1倍振動(
n=1)第2倍振動(n=2 )等の定常波が形成され
る。Depending on the value of n, the fundamental vibration (n=o), the first harmonic vibration (
n=1) A standing wave such as a second harmonic vibration (n=2) is formed.
基本振動(n=0 )の場合には(1)式からλ=41
となり、また第1倍振動(n=1)の場合には(1)式
からλ=4−1となる。In the case of fundamental vibration (n=0), from equation (1), λ=41
In the case of the first harmonic vibration (n=1), λ=4-1 from equation (1).
尚、この発明においては、共鳴管10の長さlは、低周
波音波発生装置が発生する音波の波長のHの長さに等し
い様に構成されている。In the present invention, the length l of the resonance tube 10 is configured to be equal to the length H of the wavelength of the sound wave generated by the low frequency sound wave generator.
この様に共鳴管10内には多数の定常波が形成されるた
め、共鳴管10内の空気圧はたえず振動しており、この
振動の振幅は共鳴管10の一端(開口部)11で最大に
なっている。In this way, many standing waves are formed inside the resonance tube 10, so the air pressure inside the resonance tube 10 is constantly vibrating, and the amplitude of this vibration is maximum at one end (opening) 11 of the resonance tube 10. ing.
また音波の周波数fと波長λの間には周知の様に次の関
係がある。Furthermore, as is well known, the following relationship exists between the frequency f and the wavelength λ of a sound wave.
ここで、Cは音波の伝播速度である。Here, C is the propagation speed of the sound wave.
前記した様に基本振動の場合にはλ=41であるため基
本振動に対する音波の周波数fは次の式で表わせる。As mentioned above, in the case of fundamental vibration, λ=41, so the frequency f of the sound wave with respect to fundamental vibration can be expressed by the following equation.
音波の伝播速度は20℃で340 m/ secであり
、更に共鳴管10の長さを5rrLとするとf=340
/4゜5となり、基本振動の周波数fとして17サイク
ルが得られる。The propagation speed of sound waves is 340 m/sec at 20°C, and if the length of the resonance tube 10 is 5rrL, then f = 340.
/4°5, and 17 cycles are obtained as the fundamental vibration frequency f.
従って、周波数17サイクルの空気の脈動を5mの長さ
の共鳴管10に供給する事によって周波数17サイクル
の音波を共鳴管jOから発生する事ができる。Therefore, by supplying air pulsations with a frequency of 17 cycles to the 5 m long resonance tube 10, a sound wave with a frequency of 17 cycles can be generated from the resonance tube jO.
共鳴管10内の温度が変化すると、これに応じて音波の
伝播速度も変化し、これによって(3)式に応じて音波
の周波数が変化する。When the temperature inside the resonance tube 10 changes, the propagation speed of the sound wave changes accordingly, and thereby the frequency of the sound wave changes according to equation (3).
共鳴管10の他端(閉口部)12には低周波音波発生装
置に供給する一定圧力の気体を制御するための供給器1
3が設げられている。At the other end (closed part) 12 of the resonance tube 10, there is a supply device 1 for controlling gas at a constant pressure to be supplied to the low frequency sound wave generator.
3 is provided.
この発明の低周波音波発生装置に用いる気体としては通
常空気が用いられるが、不活性ガス等を用いる事もでき
る。Air is usually used as the gas for the low-frequency sound generator of the present invention, but inert gas or the like can also be used.
第1〜4図に示す様に、この供給器13は上記共鳴管1
0よりも小径で、かつこの共鳴管10に同軸かつシリン
ダー状に連結された固定部分14を有している。As shown in FIGS. 1 to 4, this supply device 13 is connected to the resonance tube 1.
It has a fixed part 14 which has a diameter smaller than 0 and is coaxially and cylindrically connected to the resonance tube 10.
この固定部分14に係合して軸方向にスライドする配置
で可動部分15が設げられており、この可動部分15に
は制御開口部16が設けられている。A movable part 15 is provided in an axially sliding arrangement in engagement with this fixed part 14, which movable part 15 is provided with a control opening 16.
また固定部分14には、図示する様に2つの室17A、
17Bが設けられており、第1の室17Aは吸引用ファ
ン18Aに連結され、第2の室17Bは送風用ファン1
8Bに連結されている。In addition, the fixed part 14 has two chambers 17A, as shown in the figure.
17B, the first chamber 17A is connected to the suction fan 18A, and the second chamber 17B is connected to the blower fan 1.
Connected to 8B.
その結果室17Aの気圧は大気圧よりも低くなり、室1
7Bの気圧は大気圧よりも高くなる。As a result, the pressure in chamber 17A becomes lower than atmospheric pressure, and chamber 1
The pressure at 7B is higher than atmospheric pressure.
各室17A、17Bは開口部19Aと19Bとを有して
おり、これによって室17A、 17Bが可動部分15
の位置に応じて制御開口部16を介して可動部分15の
内側に連通される。Each chamber 17A, 17B has an opening 19A, 19B, which allows the chamber 17A, 17B to have a movable portion 15.
is communicated with the inside of the movable part 15 via the control opening 16 depending on its position.
可動部分15は共鳴管10の閉口部12に係止された膜
20を有しており、更にこの膜20は圧縮バネ210弾
発力に応じて振動する様に構成されている。The movable part 15 has a membrane 20 that is engaged with the closed part 12 of the resonance tube 10, and the membrane 20 is configured to vibrate in response to the elastic force of the compression spring 210.
この圧縮バネの弾発力は膜20の全面に作用するもので
ある。The elastic force of this compression spring acts on the entire surface of the membrane 20.
第2図に示す様に平衡状態においては、共鳴管10の開
口部12の圧力が周囲の圧力と同一であるため、可動部
分15は、室17Aが共鳴管10と遮断状態になり、か
つ室17Bが共鳴管10と連通状態になる位置に保持さ
れる。As shown in FIG. 2, in an equilibrium state, the pressure at the opening 12 of the resonance tube 10 is the same as the surrounding pressure, so the movable part 15 is moved so that the chamber 17A is isolated from the resonance tube 10 and the chamber 17B is held at a position where it is in communication with the resonance tube 10.
即ち、室17Aは、開口部19Aと制御開口部16とが
一致せず遮断されるため共鳴管10と非連通状態に保持
され、これに対して室17Bは開口部19Bと制御開口
部16とが第2図に示す様に狭い開口22を形成するた
めの共鳴管10と連通状態に保持されるのである。That is, the chamber 17A is kept in a state of non-communication with the resonance tube 10 because the opening 19A and the control opening 16 do not match and are blocked, whereas the chamber 17B is kept in a state of non-communication with the resonance tube 10 because the opening 19A and the control opening 16 do not match. is held in communication with resonance tube 10 to form a narrow opening 22 as shown in FIG.
従って、一定圧力の空気(その他の気体でも可)が室1
7Bから上記した狭い開口22と可動部分15とを介し
て共鳴管10内供給され、このとき低周波の音波が発生
される。Therefore, air (or other gas) at a constant pressure is supplied to chamber 1.
7B is supplied into the resonance tube 10 through the narrow opening 22 and the movable part 15, and at this time, low frequency sound waves are generated.
この様にして発生された音波は共鳴管10の閉口部12
0部分の圧力を変化させ、この圧力変化が可動部分15
に設けられた膜20を振動させる。The sound waves generated in this way are transmitted to the closed part 12 of the resonance tube 10.
This pressure change changes the pressure at the movable part 15.
vibrate the membrane 20 provided thereon.
この振動の周波数は共鳴管10内で発生される音波が共
鳴管10の長さに応じた周波数を有する事から、同様に
共鳴管10の長さに対応したものになる。The frequency of this vibration similarly corresponds to the length of the resonance tube 10, since the sound waves generated within the resonance tube 10 have a frequency corresponding to the length of the resonance tube 10.
尚、この様にして発生される膜20の振動が終了する状
態では、供給器13の可動部分15は基本振動の周波数
と第1倍振動の周波数の間の自然振動周波数を有してい
る。In addition, when the vibration of the membrane 20 generated in this manner ends, the movable portion 15 of the feeder 13 has a natural vibration frequency between the frequency of the fundamental vibration and the frequency of the first harmonic vibration.
共鳴管10の閉口部12の圧力が最大の時点では(大気
圧以上の圧力)、可動部分15は弾発バネ21の弾発力
に抗して第3図に示す様に右方向に移動する。When the pressure in the closed part 12 of the resonance tube 10 is at its maximum (pressure higher than atmospheric pressure), the movable part 15 moves to the right against the elastic force of the elastic spring 21 as shown in FIG. .
この結果室17Bと共鳴管10の連通路が増大し、これ
によって送風用ファン18Bの働きにより共鳴管10の
閉口部12の圧力が更に増大する。As a result, the communication path between the chamber 17B and the resonance tube 10 increases, and the pressure in the closed portion 12 of the resonance tube 10 further increases due to the action of the blower fan 18B.
また、共鳴管10の閉口部12の圧力が最小の時点では
(大気圧よりも低い)、可動部分15は第4図に示す様
に左方向に移動する。Furthermore, when the pressure in the closed portion 12 of the resonance tube 10 is at its minimum (lower than atmospheric pressure), the movable portion 15 moves to the left as shown in FIG.
この結果、室17Bと共鳴管10の連通路が遮断され、
これにかわって室17Aと共鳴管10が連通ずる様にな
り、これが原因となって共鳴管10の閉口部12の圧力
は吸引用ファン18Aの働きによって更に減少する事に
なる。As a result, the communication path between the chamber 17B and the resonance tube 10 is cut off,
Instead, the chamber 17A and the resonance tube 10 come into communication, and this causes the pressure in the closed portion 12 of the resonance tube 10 to further decrease due to the action of the suction fan 18A.
以上の説明から明らかな様に、この発明の低周波音波発
生装置は始動時において第2図に示す線に供給器13の
可動部分15が平衡状態にある。As is clear from the above description, when the low frequency sound wave generator of the present invention is started, the movable portion 15 of the feeder 13 is in an equilibrium state along the line shown in FIG.
次に吸引用ファン18Aと送風用ファン18Bとが始動
すると、共鳴管10と膜20の働きによって微弱な低周
波音波が共鳴管10内での気体の移動によって発生する
。Next, when the suction fan 18A and the blowing fan 18B start, weak low-frequency sound waves are generated by the movement of gas within the resonance tube 10 due to the action of the resonance tube 10 and the membrane 20.
この微弱な低周波音波は可動部分15の軸方向の反復運
動を引き起こす。This weak low frequency sound wave causes repetitive movement of the movable part 15 in the axial direction.
これによって共鳴管10内での低周波音波は一定時間経
過の後持続する強力な音波となり、共鳴管10から放射
される。As a result, the low-frequency sound waves within the resonance tube 10 turn into strong sound waves that persist after a certain period of time, and are emitted from the resonance tube 10.
第5図は上記したこの発明の構成部分のうち室17Aを
除去した場合の一実施例を示すものである。FIG. 5 shows an embodiment in which the chamber 17A of the above-mentioned components of the present invention is removed.
室17Aが存在しない場合でも基本的動作は上記の場合
と同様である。Even if the chamber 17A does not exist, the basic operation is the same as in the above case.
第5図において、膜20は共鳴管10の後端部に設けら
れたショルダー24とエンドカバー25にネジで止めら
れたブツシュ26との間にO型リング23を介してネジ
止めされている。In FIG. 5, the membrane 20 is screwed through an O-ring 23 between a shoulder 24 provided at the rear end of the resonance tube 10 and a bushing 26 screwed to an end cover 25.
膜20の後方の空間27は、エンドカバー25上に設け
られたシリンダー状のソケット28を介して大気に連通
されている。A space 27 behind the membrane 20 is communicated with the atmosphere via a cylindrical socket 28 provided on the end cover 25.
これらのソケット28はシリンダー状のキャンプ29と
複雑な通路30を形成している補助キャップによってカ
バーされており、この通路30は膜20の後方空間27
と大気とを連通ずるものである。These sockets 28 are covered by an auxiliary cap forming a cylindrical camp 29 and a complex passage 30, which extends into the rear space 27 of the membrane 20.
It connects the air and the atmosphere.
尚、この様に複雑な通路30を形成する事により、ごみ
等が膜20の後方の空間27に侵入する事が防止される
。Incidentally, by forming such a complicated passage 30, it is possible to prevent dirt and the like from entering the space 27 behind the membrane 20.
前記エンドカバー25にはパイプ31が連結されており
、その後端32は送風用ファン18Bや他の適宜の一定
圧力の流体供給源に連結できる様に形成されている。A pipe 31 is connected to the end cover 25, and the rear end 32 is formed so that it can be connected to the blowing fan 18B or other suitable constant pressure fluid supply source.
パイプ31の他の部分としては共鳴管10内に連結され
ているソケット33がある。Another part of the pipe 31 is a socket 33 connected within the resonance tube 10.
可動部分15には膜20が設けられており、この可動部
分15はソケット33上をスライドする様に形成され、
更にソケット33はその内側端部で閉じられている。The movable part 15 is provided with a membrane 20, which movable part 15 is formed to slide over a socket 33,
Moreover, the socket 33 is closed at its inner end.
加えて、ソケット33は横穴34をその内側端部に有し
ており、その結果横穴34を介して一定圧力の流体供給
源と共鳴管10内の連通状態が制御される。In addition, the socket 33 has a lateral hole 34 at its inner end so that communication within the resonant tube 10 is controlled via the lateral hole 34 with a constant pressure fluid supply.
ここで、横穴34は第2図〜第4図に示す開口部19B
に相当するものである。Here, the horizontal hole 34 is an opening 19B shown in FIGS. 2 to 4.
This corresponds to
この場合には、第1図〜第4図に示したものと全く同様
の動作によって低周波音波が発生される。In this case, low-frequency sound waves are generated by operations exactly the same as those shown in FIGS. 1 to 4.
ただ、この場合には室19Aに相当する部分が存在しな
いため共鳴管10内を流体供給済から供給された気体が
流れる事になる。However, in this case, since there is no portion corresponding to the chamber 19A, the gas supplied from the fluid supply source will flow inside the resonance tube 10.
これはある場合にはさほど重要でなく、またある場合に
はこれが非常に好都合な事もある。In some cases this is not very important, and in other cases it can be very advantageous.
膜20の右側には弾発バネ21に対応するバネが設けら
れているが、可動部分15は膜20の固有のバネ動作に
よってもどす事も可能である。A spring corresponding to the spring spring 21 is provided on the right side of the membrane 20, but the movable part 15 can also be returned by the inherent spring action of the membrane 20.
この発明の低周波音波発生装置の共鳴管10がボイラー
や溶鉱炉等の内部に挿入された場合には、これらの内部
の圧力は大気圧よりも大きいか又は小さいのが通常であ
る。When the resonance tube 10 of the low frequency sound generator of the present invention is inserted into a boiler, a blast furnace, etc., the pressure inside these is usually higher or lower than atmospheric pressure.
従って、第5図に示す手段で空間27が大気と連通され
た場合には、膜200両側に加わる気体の静止圧に差が
生じる。Therefore, when the space 27 is communicated with the atmosphere by the means shown in FIG. 5, a difference occurs in the static pressure of the gas applied to both sides of the membrane 200.
その結果、膜20とこれに応じた可動部分15の平衡状
態における位置が変化し、上記気体の静止圧の差が可動
部分15の位置の変化によって補償される事になる。As a result, the equilibrium position of the membrane 20 and the corresponding movable part 15 changes, so that the difference in the static pressure of the gas is compensated by the change in the position of the movable part 15.
第6図は、この様な補償が行なわれるのを防止する場合
の一例を示すものである。FIG. 6 shows an example of preventing such compensation from being performed.
第6図においては、空間27を大気に連通ずるためのソ
ケット28や通路30が設けられておらず、これにかわ
って共鳴管10にパイプ36が設けられている。In FIG. 6, a socket 28 and a passage 30 for communicating the space 27 with the atmosphere are not provided, and instead, a pipe 36 is provided in the resonance tube 10.
これによって膜200両側に常に同じ圧力が印加される
事になる。This ensures that the same pressure is always applied to both sides of the membrane 200.
このパイプ36は音波の振動の節となる共鳴管10の閉
口部に連結されているため、空間27の圧力はパイプ3
6を介する共鳴管10内の音波圧力によって影響を受け
る事がない。Since this pipe 36 is connected to the closed part of the resonance tube 10, which is a node of vibration of the sound wave, the pressure in the space 27 is reduced by the pipe 3.
It is not affected by the sound wave pressure in the resonance tube 10 via the resonance tube 6.
以上の理由から、第6図に示すこの発明の低周波音波発
生装置は大気圧と異なる圧力の気体中に置かれても何等
不都合が生じないのである。For the above reasons, the low frequency sound wave generator of the present invention shown in FIG. 6 does not cause any inconvenience even if it is placed in a gas having a pressure different from atmospheric pressure.
第6図に示す実施例では外気と空間27とが直接連通す
る事がなく、空間27は閉鎖されているものと考える事
が可能である。In the embodiment shown in FIG. 6, there is no direct communication between the outside air and the space 27, and the space 27 can be considered to be closed.
このため、空間27内部の空気は膜20の後方でバネの
働きをする。Therefore, the air inside the space 27 acts as a spring behind the membrane 20.
これによって前記したバネの動作が膜20の固有のバネ
動作に加えられ、更にこれが可動系の固有振動数に作用
する。The spring action described above is thereby added to the natural spring action of the membrane 20, which in turn acts on the natural frequency of the moving system.
この発明の低周波音波発生装置の膜20としてはなるべ
く薄いものが望ましい。It is desirable that the membrane 20 of the low frequency sound wave generator of this invention be as thin as possible.
しかし膜厚が薄すぎてバネ定数が小さくなる事は不都合
である。However, it is inconvenient that the film thickness is too thin and the spring constant becomes small.
仮に膜20が薄すぎる場合には膜20の大きさとの関係
でバネ定数が小さくなりすぎて、これによって固有振動
数が非常に小さくなるのである。If the membrane 20 is too thin, the spring constant will be too small in relation to the size of the membrane 20, and this will cause the natural frequency to become very small.
更に、膜厚が薄くてしかもバネ定数の大きな膜を生産す
る事は非常に困難である。Furthermore, it is extremely difficult to produce a film that is thin and has a large spring constant.
第6図に示す実施例においてエアークッションは(空間
27によるバネ動作を意味する。In the embodiment shown in FIG. 6, the air cushion means a spring action due to the space 27.
)は低いバネ定数を有する膜を使用する事を可能にし、
更にこのエアークッションは膜20が内側と外側に振動
するのと同様のバネ特性を有している。) allows the use of membranes with low spring constants,
Furthermore, this air cushion has similar spring characteristics that cause the membrane 20 to vibrate inwardly and outwardly.
薄い膜は上記内側と外側について互いに異なる特性を有
しているが、これが、エアークッションが存在しない場
合と同様の範囲内で、全システムのバネ定数に影響を与
える事はない。Although the thin membrane has different properties on the inner and outer sides, this does not affect the spring constant of the overall system to the same extent as if no air cushion were present.
これは、膜20のバネとしての働きは全バネ動作のうち
の小さな部分を占めているにすぎないためである。This is because the spring action of membrane 20 accounts for only a small portion of the total spring action.
実例をあげて説明すると、第5図に示すこの発明の低周
波音波発生装置の実施例において1.5順の厚さの膜2
0を用いるとこの膜20は約4000 ON/mのバネ
定数になる。To explain by giving an example, in the embodiment of the low frequency sound wave generator of the present invention shown in FIG.
0, this membrane 20 has a spring constant of approximately 4000 ON/m.
これに対して第6図に示す実施例における空気27のエ
アークッションは仮に空間27が24リツトルの体積を
有するとすると、約3000ON/mの膜のバネ定数に
対応するバネ動作でこの膜20に作用する。On the other hand, if the space 27 has a volume of 24 liters, the air cushion of the air 27 in the embodiment shown in FIG. act.
仮に、全バネ定数が約4000ON/mであるとすれば
、膜20は上記全バネ定数に対して小さな部分を占めて
いるにすぎないのである。If the total spring constant is approximately 4000 ON/m, the membrane 20 only occupies a small portion of the total spring constant.
第6図はこの発明の低周波音波発生装置を実用的に改良
したものであり、空間27に連結された脈動圧縮空気供
給体38を有している。FIG. 6 shows a practical improvement of the low frequency sound generator of the present invention, which has a pulsating compressed air supply 38 connected to the space 27.
低周波音波発生装置がすすだらけのボイラーや溶鉱炉等
に対して用いられる場合には間欠運転される事になる。When a low-frequency sonic generator is used for a soot-filled boiler or blast furnace, it will be operated intermittently.
この場合、再運転始動時に可動部分15がソケット33
上を動かない事がある。In this case, when restarting the operation, the movable part 15 is connected to the socket 33.
Sometimes the top doesn't move.
特に低周波音波発生装置が腐蝕性雰囲気下で用いられる
場合にそうなり易い。This is especially likely to happen when the low frequency sound generator is used in a corrosive atmosphere.
この結果横孔34内の狭い開口は1m11、程度の寸法
となり、こ工を圧縮空気が通過する事によって生ずる弱
い音波圧は運動系の残留摩擦力に打勝って膜の運動を起
させるには不充分である。As a result, the narrow opening in the horizontal hole 34 has a size of about 1 m11, and the weak sonic pressure generated by compressed air passing through this hole overcomes the residual frictional force of the movement system and causes the membrane to move. It is insufficient.
かSる場合には脈動圧縮空気供給体38を用いて音波発
生装置を起動してやればよい。In this case, the sound wave generator may be activated using the pulsating compressed air supply 38.
即ち、音波発生装置の基本振動と実質的に等しい周波数
の圧縮空気を空間27に供給して、これにより膜20を
励動してやるのである。That is, compressed air having a frequency substantially equal to the fundamental vibration of the sound wave generator is supplied to the space 27, thereby exciting the membrane 20.
第6図には、更にこの発明の低周波音波発生装置に用い
られるい(つかの設備が開示されている。FIG. 6 further discloses some equipment used in the low frequency sound generator of the present invention.
一定圧力の空気は適宜の圧縮空気源39からソレノイド
バルブ41を介して導管40に供給され、同様にソレノ
イドコイル43を介して導管42に供給され更に低周波
音波発生装置の供給器のパイプ31の後端32に供給さ
れる。Air at a constant pressure is supplied from a suitable compressed air source 39 via a solenoid valve 41 to a conduit 40, which is likewise supplied via a solenoid coil 43 to a conduit 42, and further to the supply pipe 31 of the low frequency sound generator. It is supplied to the rear end 32.
これに対して上記導管42は脈動圧縮空気供給体38に
接続されている。In contrast, the conduit 42 is connected to a pulsating compressed air supply 38 .
このソレノイドバルブ41は絞り分枝44を備えている
。This solenoid valve 41 is equipped with a throttle branch 44 .
タイマー45が本体46に設げられており、このタイマ
ー45は鎖線で描いた様に各部分と電気的に接続されて
いる。A timer 45 is provided in the main body 46, and this timer 45 is electrically connected to each part as shown by chain lines.
タイマー45は、低周波音波発生器と脈動圧縮空気供給
体38に送られる圧縮空気の量を調整するために、それ
ぞれソレノイドバルブ41と43に電気的に接続されて
いる。Timer 45 is electrically connected to solenoid valves 41 and 43 to regulate the amount of compressed air sent to low frequency sonic generator and pulsating compressed air supply 38, respectively.
前記した様に低周波音波発生装置は間欠的に運転される
ため、運転時間と停止時間とがタイマー45によって調
整される。As described above, since the low frequency sound wave generator is operated intermittently, the operation time and stop time are adjusted by the timer 45.
尚、バルブ41が開いている時運転状態になる。Incidentally, when the valve 41 is open, it is in an operating state.
停止時間中にはバルブ41は閉じており、ごく少量の空
気が絞り分枝44を介して低周波音波発生装置に供給さ
れる。During the stop time, the valve 41 is closed and only a small amount of air is supplied via the throttle branch 44 to the low-frequency sound generator.
この少量の空気は可動部分15や膜20を冷却し、更に
はごみから可動部分15やソケット33を保護するため
用いられる。This small amount of air is used to cool the moving part 15 and the membrane 20 and also to protect the moving part 15 and the socket 33 from dirt.
加えて、この少量の空気の供給は膜20を微小振動させ
低周波音波発生装置の運転再開を容易にする。In addition, the supply of this small amount of air causes the membrane 20 to vibrate minutely, making it easier to restart the low frequency sound generator.
この結果、低周波音波発生装置は自己の力で運転を開始
する事が可能になり、バルブ41が開かれると、腐蝕性
雰囲気の中で使用され可動部分15が影響を受けている
場合であっても脈動圧縮空気供給体の補助なしで直ちに
運転を開始できる。As a result, the low-frequency sound generator is able to start operating under its own power, and when the valve 41 is opened, it can be used in a corrosive atmosphere and the moving parts 15 are affected. operation can be started immediately without the aid of a pulsating compressed air supply.
空間27内に挿入されているプルーブ47は膜20の振
動を感知するためのものであり、バルブ41が開いて低
周波音波発生装置が運転中の場合に膜20の振動をチェ
ックするものである。A probe 47 inserted into the space 27 is for sensing the vibration of the membrane 20, and is used to check the vibration of the membrane 20 when the valve 41 is open and the low frequency sound generator is in operation. .
このプルーブ47が膜20の振動を感知しないときはラ
ンプ48が点燈する。When the probe 47 does not detect vibration of the membrane 20, the lamp 48 lights up.
この場合には、脈動圧縮空気供給体38がソレノイドバ
ルブ43を開く事によって作動し、その結果運転開始に
必要な補助がなされ、運転が開始される。In this case, the pulsating compressed air supply 38 is actuated by opening the solenoid valve 43, thereby providing the necessary start-up assistance and starting the operation.
第7図に示す実施例によれば、導管40は脈動圧縮空気
供給体38と同時に低周波音波発生装置に圧縮空気を供
給するために設けられている。According to the embodiment shown in FIG. 7, a conduit 40 is provided for supplying compressed air to the low frequency sound generator at the same time as the pulsating compressed air supply 38.
この導管40には圧縮空気がソレノイドバルブ43を介
して供給されており、更にこの導管40は分配器50に
連結されている。Compressed air is supplied to this conduit 40 via a solenoid valve 43, and this conduit 40 is further connected to a distributor 50.
そして、分配器50に供給された空気はソレノイドバル
ブ52を介してタンク51に供給される。The air supplied to the distributor 50 is then supplied to the tank 51 via the solenoid valve 52.
このタンク51はソレノイドバルブ51と同様に空間2
7に位置している。This tank 51 is connected to the space 2 like the solenoid valve 51.
It is located at 7.
タンク51とソケット33の間には空気流通路53が設
けられている。An air flow passage 53 is provided between the tank 51 and the socket 33.
低周波音波発生装置が運転中の場合には、ソレノイドバ
ルブ52が開いており、駆動用の圧縮空気がタンク51
から供給される。When the low-frequency sound generator is in operation, the solenoid valve 52 is open and compressed air for driving is supplied to the tank 51.
Supplied from.
圧縮空気の脈動を均一化するため、ソケット33に直接
この導管40を連結する場合に使用する管よりも直径の
小さい管が導管40として用いられる。In order to equalize the pulsation of the compressed air, a tube having a smaller diameter than that used when connecting the conduit 40 directly to the socket 33 is used as the conduit 40.
圧縮空気は分配器50がら空気流通路と調整用絞りバル
ブ54を介してタンク51に供給され、この空気流通路
はソレノイドバルブ52を介して前記空気流通路53と
並行に設けられている。Compressed air is supplied to the tank 51 from the distributor 50 via an air flow passage and a regulating throttle valve 54, and this air flow passage is provided in parallel with the air flow passage 53 via a solenoid valve 52.
低周波音波発生装置が停止しているときソレノイドバル
ブ52は閉じられるが膜20と可動部分15はタンク5
1に供給され続いてソケット33に供給される絞られた
空気流によって作動状態に保持される。When the low frequency sound generator is stopped, the solenoid valve 52 is closed, but the membrane 20 and the movable part 15 remain in the tank 5.
1 and subsequently to the socket 33.
この様な変化実施例は第6図に示す様な絞り分枝44に
置換する事によって可能となる。Such a modified embodiment is made possible by replacing it with an aperture branch 44 as shown in FIG.
第7図において、供給器は共鳴管10に別体はユニット
10′として基量されている。In FIG. 7, the feeder is mounted separately in the resonance tube 10 as a unit 10'.
そして、同様の構成は第5図及び第6図に示す実施例に
おいてもとることができる。A similar configuration can also be adopted in the embodiments shown in FIGS. 5 and 6.
以上に説明した実施例においては、いずれも膜20を可
動部分15に機械的に直接設けたものであったが、この
発明はこれに限定されるものではなく、例えば膜を膜と
可動部分の間に電気的、気体的、流体的手段等によって
設けてもよい。In all of the embodiments described above, the membrane 20 was mechanically provided directly on the movable part 15, but the present invention is not limited to this. For example, the membrane is provided between the membrane and the movable part. It may be provided in between by electrical, gaseous, fluid means, etc.
更に上記実施例では機械的な供給器及び膜が開示された
が、例えばマイクロホンの様な電気−機械系的な手段を
取る事もできる。Furthermore, although the above embodiments disclose mechanical feeders and membranes, electro-mechanical means such as microphones may also be used.
この場合には、マイクロホンを共鳴管の後端(閉口部)
に配置して定常波の圧力変化を感知し、そして共鳴管に
圧縮空気を供給しているソレノイドバルブを直接又は間
接にコントロールして定常波の圧力変化に直ちに応答す
る様にしても良X、z
また、上記した実施例では可動部分15は膜20のバネ
動作又は空間27のバネ動作と膜20のバネ動作の組合
せにより運動するものであったが、第2図〜第4図に示
す様に膜20の右側に機械的バネ21を設けても良い。In this case, place the microphone at the rear end (closed part) of the resonance tube.
X, z or In the embodiments described above, the movable part 15 was moved by the spring action of the membrane 20 or the combination of the spring action of the space 27 and the spring action of the membrane 20, but as shown in FIGS. A mechanical spring 21 may be provided on the right side of 20.
更に共鳴管としては単純な管が用いられたが、他の形状
の共鳴管、例えば角型の共鳴管やヘルムホルツ型の共鳴
管等も用いる事ができる。Furthermore, although a simple tube was used as the resonance tube, resonance tubes of other shapes, such as square resonance tubes and Helmholtz-type resonance tubes, can also be used.
以上の説明から明らかな様にこの発明の低周波音波発生
装置によれば、強力でかつ持続する低周音波を発生する
事が可能であり、ボイラーや溶鉱炉のすす等を清掃する
のに有効に働くものである。As is clear from the above explanation, the low-frequency sound wave generator of the present invention is capable of generating powerful and sustained low-frequency sound waves, and is effective in cleaning soot, etc. from boilers and blast furnaces. It is something that works.
第1図はこの発明の低周波音波発生装置の概略を示す説
明図、第2図〜第4図はこの発明の動作原理を説明する
ための供給器の部分の拡大説明図第5図は供給器の一実
施例を示す断面図、第6図はこの発明の一実施例を示す
説明図、第7図は供給器の他の実施例を示す一部断面図
である。
10・−・・・・共鳴管、13・・・・・・供給器、1
5・・・・・・可動部分、17A、17B・・・・・・
室、18A・・・・・・吸弓用ファン、18B・・・・
・・送風用ファン、20・・・・・・膜21・・・・・
・弾撥バネ、27・・・・・・空間、38・・・・・・
脈動圧縮空気供給体。FIG. 1 is an explanatory diagram showing the outline of the low frequency sound wave generator of the present invention, and FIGS. 2 to 4 are enlarged explanatory diagrams of the feeder portion to explain the operating principle of the present invention. FIG. FIG. 6 is an explanatory diagram showing one embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a partial sectional view showing another embodiment of the feeder. 10...Resonance tube, 13...Supplier, 1
5...Movable parts, 17A, 17B...
Chamber, 18A...Fan for suction bow, 18B...
...Blower fan, 20... Membrane 21...
・Elastic spring, 27... Space, 38...
Pulsating compressed air supply.
Claims (1)
の閉口端側には脈動圧縮気体を供給する供給器13が付
設されており、 この供給器13が共鳴器に供給された圧縮気体の圧力に
影響されない配置で、該圧縮気体の流れを制御する可動
弁体15を有しており、 共鳴器中において弾性的に往復動可能な隔壁手段20が
弁体15と一体に連結されて可動ユニットを形成し、か
つ 上記の可動ユニットの共鳴周波数が共鳴器の基本周波数
より高くてその第1倍音周波数より低(なり、共鳴器1
0の共鳴周波数の内所定の周波数においてのみ供給器1
3の弁体15に共鳴器中の音波圧がフィードバックされ
る如くに、共鳴器の長さが定められている 事を特徴とする低周波音波発生装置。 2 前記の往復動可能な手段が膜20であり、この膜が
弁体15に連結されている 如き特許請求の範囲第1項記載の低周波音波発生装置。 3 前記の膜が機械的又は電気的又は気体的又は流体的
手段によって前記の供給器の弁体15に連結されている 如き特許請求の範囲第2項記載の低周波音波発生装置。 4 前記の弁体は摺動するスライド部分を有しており、 このスライド部分が圧縮気体によって影響を受げない 如き特許請求の範囲第2項又は第3項又は第4項記載の
低周波音波発生装置。 5 前記のスライド部分が共鳴器10中に延在するパイ
プ33を軸方向に移動し、かつ 該パイプが、圧縮気体の供給のために、スライド部分に
よって制御される開口部を少な(とも1個有している 如き特許請求の範囲第4項記載の低周波音波発生装置。 6 前記の弁体は、脱取外の他の部分に形成されて前記
の供給器と共鳴器とを連通ずる狭い開口22を保持する
様に配置され、かつ、この開口が圧縮気体の供給によっ
て共鳴器内に発生される音波よって調整される 如き特許請求の範囲第2項又は第3項又は第4項又は第
5項記載の低周波音波発生装置。 7 前記の共鳴器内において前記の膜と共鳴器のエンド
カバー25の間に空間27が形成されている 如き特許請求の範囲第2項記載の低周波音波発生装置。 8 前記の共鳴器が、その一端に供給器を備え、かつそ
の他端側の適宜な位置に前記の往復動可能な手段を備え
ている 如き特許請求の範囲第1項記載の低周波音波発生装置。 9 前記の共鳴器がヘルムホルツ共鳴器である如き特許
請求の範囲第1項又は第2項又は第3項又は第4項又は
第5項又は第6項又は第7項記載の低周波音波発生装置
。 10 前記の空間が周囲の外気と連通している如き特
許請求の範囲第7項記載の低周波音波発生装置。 11 前記の空間と周囲の外気との連通が、前記のエ
ンドカバー25上に設けられた少なくとも1個のソケッ
ト28と、該ソケットをカバーするキャップ29によっ
て該ソケットと共に形成される複雑な通路30とによっ
て、画定される 如き特許請求の範囲第10項記載の低周波音波発生装置
。 12 前記の空間がパイプ36を介して共鳴器10に
連通している 如き特許請求の範囲第10項記載の低周波音波発生装置
。 13 脈動圧縮空気供給体38が前記の空間に連結さ
れ、実質的にこの低周波音波発生器が発生する音波と同
一の周波数で上記の空間に圧縮空気を供給する 如き特許請求の範囲第7項記載の低周波音波発生装置。 14 前記の膜の振動状態及び静止状態を感知するた
めのプルーブ47が設けられている 如ぎ特許請求の範囲第7項記載の低周波音波発生装置。 15 前記の弁体に圧縮気体を供給するため、前記の
供給器内にタンク51が設けられており、このタンクを
介して弁体に圧縮空気を供給する如き特許請求の範囲第
2項記載の低周波音波発生装置。 16 前記の供給器が、前記の共鳴器に圧縮気体を直
接ヌリ絞りバルブ44,45を会して交互に供給可能に
するためのバルブ41,52を含ンテする 如き特許請求の範囲第2項又は第15項記載の低周波音
波発生装置。[Claims] 1. A cylindrical resonator 10 that generates gaseous sound waves from its open end.
A supply device 13 for supplying pulsating compressed gas is attached to the closed end side of the resonator, and this supply device 13 is arranged so as not to be affected by the pressure of the compressed gas supplied to the resonator, and controls the flow of the compressed gas. It has a movable valve body 15, and a partition means 20 which is elastically reciprocatable in the resonator is integrally connected with the valve body 15 to form a movable unit, and the resonant frequency of the movable unit resonates. higher than the fundamental frequency of the resonator and lower than its first overtone frequency (resonator 1
The supply device 1 only at a predetermined frequency among the resonant frequencies of 0
A low frequency sound wave generator characterized in that the length of the resonator is determined so that the sound wave pressure in the resonator is fed back to the valve body 15 of No. 3. 2. The low frequency sound wave generator according to claim 1, wherein the reciprocating means is a membrane 20, and this membrane is connected to the valve body 15. 3. A low frequency sound generator according to claim 2, wherein the membrane is connected to the valve body 15 of the feeder by mechanical, electrical, gas or fluid means. 4. The low-frequency sound wave according to claim 2, 3, or 4, wherein the valve body has a sliding portion that slides, and this sliding portion is not affected by compressed gas. Generator. 5. Said sliding part moves axially through a pipe 33 extending into the resonator 10, and said pipe has at least one opening controlled by the sliding part for the supply of compressed gas. 6. The low frequency sound wave generator according to claim 4, wherein the valve body is formed in a part other than the detachable part and communicates with the supply device and the resonator. Claims 2 or 3 or 4 or 4, wherein the aperture 22 is arranged to hold the aperture 22 and is modulated by sound waves generated in the resonator by the supply of compressed gas. 7. The low frequency sound wave generator according to claim 5, wherein a space 27 is formed in the resonator between the membrane and the end cover 25 of the resonator. Generator. 8. The low frequency generator according to claim 1, wherein the resonator is provided with a supply device at one end thereof, and the reciprocating means is provided at an appropriate position on the other end side. Sound wave generator. 9. The low-frequency device according to claim 1 or 2 or 3 or 4 or 5 or 6 or 7, wherein the resonator is a Helmholtz resonator. Frequency sound wave generator. 10. The low frequency sound wave generator according to claim 7, wherein the space communicates with the surrounding outside air. 11. The low frequency sound wave generator according to claim 7, wherein the space communicates with the surrounding outside air. 10. A low-voltage device as claimed in claim 10, defined by at least one socket 28 provided on the cover 25 and a convoluted passage 30 formed with the socket by a cap 29 covering the socket. 12. The low frequency sound generator according to claim 10, wherein the space communicates with the resonator 10 via a pipe 36. 13. The pulsating compressed air supply body 38 connects the space to the resonator 10. 14. The low frequency sound wave generator according to claim 7, wherein the low frequency sound wave generator supplies compressed air to the space at substantially the same frequency as the sound waves generated by the low frequency sound wave generator. The low frequency sound generator according to claim 7, further comprising a probe 47 for sensing the vibrating state and resting state of the membrane.15. 16. The low frequency sound wave generator according to claim 2, wherein a tank 51 is provided in the supply device, and compressed air is supplied to the valve body through the tank.16. The low frequency resonator according to claim 2 or 15 includes valves 41 and 52 for alternately supplying compressed gas directly to the resonator through throttle valves 44 and 45. Sound wave generator.
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